Интеллектуальная поддержка формирования образовательных программ на основе нейросетевых моделей языка с учетом требований рынка труда
Автор: Ботов Дмитрий Сергеевич
Рубрика: Информатика и вычислительная техника
Статья в выпуске: 1 т.19, 2019 года.
Бесплатный доступ
Активное развитие отраслей цифровой экономики сегодня предъявляет высокие требования к адаптивности, практической направленности и качеству современных образовательных программ. Существующие подходы к интеллектуальной поддержке формирования образовательных программ на основе онтологических моделей, экспертных систем и эвристических алгоритмов не позволяют эффективно учитывать и отслеживать изменения как на рынке труда, так и в пространстве открытого образовательного контента в среде Интернет. Вместо этого предлагается использовать подходы к семантическому анализу текстов на основе известной нейросетевой модели языка word2vec, обучаемой без учителя на больших текстовых корпусах. Сложность сопоставительного семантического анализа заключается в переходе от определения меры семантической близости для отдельных коротких описаний анализируемых сущностей (тем курсов, результатов обучения, требований вакансий и т. д.) к сопоставлению больших структурируемых документов, таких как профессиональный стандарт, образовательная программа по направлению подготовки. Для учета взаимосвязей сущностей вводится графовая модель представления образовательной и профессиональной области. В работе предлагается интеллектуальный метод формирования рекомендаций по актуализации целей и содержания образовательных программ, включающий четыре этапа анализа. На первом этапе определяются актуальные требования рынка труда на основе семантического сопоставления фрагментов вакансий с содержанием профессиональных стандартов. Второй этап включает в себя семантическое сопоставление содержания учебных дисциплин с требованиями рынка труда. На третьем этапе производится семантический поиск релевантного образовательного контента среди программ дисциплин ведущих вузов и онлайн-курсов. В ходе четвертого этапа формируются итоговые рекомендации по актуализации образовательной программы. В рамках эксперимента продемонстрирована возможность применения метода для сопоставления результатов обучения и содержания дисциплин с требованиями профессиональных стандартов с оценкой качества на примере образовательной программы по направлению «Информатика и вычислительная техника».
Интеллектуальный анализ данных, обработка естественного языка, нейросетевые модели языка, семантическая близость, образовательная программа, профессиональный стандарт, рынок труда
Короткий адрес: https://sciup.org/147232236
IDR: 147232236 | УДК: 004.855 | DOI: 10.14529/ctcr190101
Intelligent support development of educational programs based on the neural language models taking into account of the labor market requirements
The active development of the digital economy today imposes high requirements on the adaptability, practical orientation and quality of educational content. Existing approaches to the intelligent decision support of the formation of educational programs based on ontological models, expert systems and heuristic algorithms do not allow effectively taking into account and tracking changes both in the labor market and in the open educational content space in the Massive Open Online Courses (MOOC). Instead, it is proposed to use approaches to the semantic analysis based on the well-known neural network language model word2vec, which is trained without supervision on large text corpora. The complexity of semantic analysis is to move the definition of semantic similarity measures for short texts of the extracted entities (course topics, learning outcomes, job requirements, etc.) to matching of large structured documents, such as professional standard, an educational program. To take into account the interrelations of entities, a graph model is introduced for representing the educational and professional domain. The paper proposes an artificial intelligent method of forming recommendations for the actualization of the learning outcomes and content of educational programs. At the first stage, the actual requirements of the labor market are determined based on a semantic matching of job requirements with the content of professional standards. The second stage includes a semantic matching of the content of academic disciplines with the requirements of the labor market. At the third stage, a semantic search of relevant educational content is carried out among the programs of disciplines of leading universities and massive open online courses (MOOC). During the fourth stage, final recommendations on updating the educational program are formed. The experiment demonstrated the possibility of applying the method for matching learning outcomes and content of disciplines with the requirements of professional standards and evaluation using the example of the educational program (bachelor degree) of computer science and engineering.
Список литературы Интеллектуальная поддержка формирования образовательных программ на основе нейросетевых моделей языка с учетом требований рынка труда
- Национальная технологическая инициатива «Кадровое обеспечение промышленного роста» (2018). - https://asi.ru/staffing/ (дата обращения: 05.12.2018).
- Автоматизированная система мониторинга и анализа кадровых потребностей по номенклатуре специальностей вуза / П.В. Зрелов, В.В. Кореньков, Н.А. Кутовский и др. // Федерализм. - 2016. - № 4 (84). - С. 63-76.
- Стаин, Д.А. Квалификационно-ориентированная экспертная система управления образовательным процессом вуза в современных процессах непрерывного квалификационного развития кадров в России / Д.А. Стаин, Н.О. Вербицкая, Т.Г. Калугина // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Образование. Педагогические науки». - 2018. - Т. 10, № 1. - С. 27-36. DOI: 10.14529/ped180104
- Юсупова, Н.И. Организация информационной поддержки принятия решений при управлении образовательным маршрутом на основе онтологии / Н.И. Юсупова, О.Н. Сметанина, А.В. Климова // Труды Четвертой Международной научной конференции «Информационные технологии и системы» (Банное, 25 февраля - 01 марта 2015 г.). - Челябинск, 2015. - С. 109-111.
- Chung, H. An Ontological Approach for Semantic Modeling of Curriculum and Syllabus in Higher Education / H. Chung, J. Kim // International Journal of Information and Education Technology. - 2016. - Vol. 6 (5). - P. 365-369. DOI: 10.7763/IJIET.2016.V6.715
- Chernikova, E. The Similarity Measure and Algorithm for Comparison of the Learning Outcomes / E. Chernikova, P. Nikolaev // Proceedings of the Fourth International Conference on Internet Technologies and Applications. - 2011. - P. 465-473.
- Ужва, А.Ю. Автоматизированная разработка онтологической модели предметной области для поиска образовательных ресурсов с использованием анализа текстов рабочих программ / А.Ю. Ужва // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 1. - http://science-education.ru/ru/article/view?id=8324 (дата обращения: 05.12.2018).
- Харитонов, И.М. Алгоритм формирования учебного плана с применением методики формализованного представления учебной дисциплины (на примере дисциплины «моделирование систем») / И.М. Харитонов // Вестник АГТУ. Серия «Управление, вычислительная техника и информатика». - 2011. - № 2. - С. 178-185.
- Сибикина, И.В. Построение лингвистических шкал в целях выявления важных дисциплин, формирующих компетенцию / И.В. Сибикина, Н.Ю. Квятковская // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия «Управление, вычислительная техника и информатика». - 2012. - № 2. - С. 182-186.
- Лисицына, Л.С. Автоматизация управления образовательными траекториями для разработки модульных компетентностно-ориентированных образовательных программ вуза / Л.С. Лисицына, А.С. Пирская // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Информационные технологии в обеспечении нового качества высшего образования». - М., 2010. - С. 75-86.
- Котов, С.С. Управление структурой образовательных программ компетентностного содержания с учетом нечетких социальных предпочтений / С.С. Котов, В.Ю. Столбов // Системы управления и информационные технологии. - 2009. - № 1.3. - С. 411-416.
- Distributed Representations of Words and Phrases and their Compositionality / T. Mikolov, I. Sutskever, K. Chen et al. // Advances in neural information processing systems. - 2013. - P. 3111-3119.
- RUSSE: The First Workshop on Russian Semantic Similarity / A. Panchenko, N.V. Loukachevitch, D. Ustalov et al. // Computational Linguistics and Intellectual Technologies: Proceedings of the International Conference Dialogue 2015 (Moscow, RGGU). - Moscow, 2015. - Vol. 2. - P. 89-105.
- RUSSE'2018: A Shared Task on Word Sense Induction for the Russian Language / A. Panchenko, A. Lopukhina, D. Ustalov et al. // Computational Linguistics and Intellectual Technologies: Proceedings of the International Conference Dialogue 2018 (Moscow, RGGU). - Moscow, 2018. - P. 547-564.
- Lilleberg, J. Support vector machines and word2vec for text classification with semantic features. / J. Lilleberg, Y. Zhu, Y. Zhang // Proceedings of International Conference on Cognitive Informatics & Cognitive Computing (Beijing, China). - IEEE 14th, 2015. - P. 136-140.
- DOI: 10.1109/ICCI-CC.2015.7259377
